1. Toy模板网首页
  2. > Toy博客

Gof23设计模式之状态模式

10月前 作者：晓风残月Lx 分类：Toy博客 阅读(40) 违法举报

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了Gof23设计模式之状态模式。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方，请大家不吝赐教，您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

1.概述

【例】通过按钮来控制一个电梯的状态，一个电梯有开门状态，关门状态，停止状态，运行状态。每一种状态改变，都有可能要根据其他状态来更新处理。例如，如果电梯门现在处于运行时状态，就不能进行开门操作，而如果电梯门是停止状态，就可以执行开门操作。

public interface ILift {
    //电梯的4个状态
    //开门状态
    public final static int OPENING_STATE = 1;
    //关门状态
    public final static int CLOSING_STATE = 2;
    //运行状态
    public final static int RUNNING_STATE = 3;
    //停止状态
    public final static int STOPPING_STATE = 4;

    //设置电梯的状态
    public void setState(int state);

    //电梯的动作
    public void open();
    public void close();
    public void run();
    public void stop();
}

public class Lift implements ILift {
    private int state;

    @Override
    public void setState(int state) {
        this.state = state;
    }

    //执行关门动作
    @Override
    public void close() {
        switch (this.state) {
            case OPENING_STATE:
                System.out.println("电梯关门了。。。");//只有开门状态可以关闭电梯门，可以对应电梯状态表来看
                this.setState(CLOSING_STATE);//关门之后电梯就是关闭状态了
                break;
            case CLOSING_STATE:
                //do nothing //已经是关门状态，不能关门
                break;
            case RUNNING_STATE:
                //do nothing //运行时电梯门是关着的，不能关门
                break;
            case STOPPING_STATE:
                //do nothing //停止时电梯也是关着的，不能关门
                break;
        }
    }

    //执行开门动作
    @Override
    public void open() {
        switch (this.state) {
            case OPENING_STATE://门已经开了，不能再开门了
                //do nothing
                break;
            case CLOSING_STATE://关门状态，门打开:
                System.out.println("电梯门打开了。。。");
                this.setState(OPENING_STATE);
                break;
            case RUNNING_STATE:
                //do nothing 运行时电梯不能开门
                break;
            case STOPPING_STATE:
                System.out.println("电梯门开了。。。");//电梯停了，可以开门了
                this.setState(OPENING_STATE);
                break;
        }
    }

    //执行运行动作
    @Override
    public void run() {
        switch (this.state) {
            case OPENING_STATE://电梯不能开着门就走
                //do nothing
                break;
            case CLOSING_STATE://门关了，可以运行了
                System.out.println("电梯开始运行了。。。");
                this.setState(RUNNING_STATE);//现在是运行状态
                break;
            case RUNNING_STATE:
                //do nothing 已经是运行状态了
                break;
            case STOPPING_STATE:
                System.out.println("电梯开始运行了。。。");
                this.setState(RUNNING_STATE);
                break;
        }
    }

    //执行停止动作
    @Override
    public void stop() {
        switch (this.state) {
            case OPENING_STATE: //开门的电梯已经是是停止的了(正常情况下)
                //do nothing
                break;
            case CLOSING_STATE://关门时才可以停止
                System.out.println("电梯停止了。。。");
                this.setState(STOPPING_STATE);
                break;
            case RUNNING_STATE://运行时当然可以停止了
                System.out.println("电梯停止了。。。");
                this.setState(STOPPING_STATE);
                break;
            case STOPPING_STATE:
                //do nothing
                break;
        }
    }
}

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        Lift lift = new Lift();
        lift.setState(ILift.STOPPING_STATE);//电梯是停止的
        lift.open();//开门
        lift.close();//关门
        lift.run();//运行
        lift.stop();//停止
    }
}

问题分析：

  • 使用了大量的switch…case这样的判断（if…else也是一样)，使程序的可阅读性变差。
  • 扩展性很差。如果新加了断电的状态，我们需要修改上面判断逻辑

定义：

对有状态的对象，把复杂的“判断逻辑”提取到不同的状态对象中，允许状态对象在其内部状态发生改变时改变其行为。

2.结构

状态模式包含以下主要角色。

  • 环境（Context）角色：也称为上下文，它定义了客户程序需要的接口，维护一个当前状态，并将与状态相关的操作委托给当前状态对象来处理。
  • 抽象状态（State）角色：定义一个接口，用以封装环境对象中的特定状态所对应的行为。
  • 具体状态（Concrete State）角色：实现抽象状态所对应的行为。

3.案例实现

/**
 * @author 晓风残月Lx
 * @date 2023/7/29 14:57
 *      抽象状态类
 */
public abstract class LiftState {

    // 声明环境角色类变量
    protected Context context;

    public void setContext(Context context) {
        this.context = context;
    }

    public Context getContext() {
        return context;
    }

    // 电梯开启操作
    public abstract void open();

    // 电梯关闭操作
    public abstract void close();

    // 电梯运行操作
    public abstract void run();

    // 电梯停止操作
    public abstract void stop();

}



/**
 * @author 晓风残月Lx
 * @date 2023/7/29 15:00
 *      电梯开启状态类
 */
public class OpeningState extends LiftState {
    //开启当然可以关闭了，我就想测试一下电梯门开关功能
    @Override
    public void open() {
        System.out.println("电梯门开启...");
    }

    @Override
    public void close() {
        //状态修改
        super.context.setLiftState(Context.CLOSING_STATE);
        //动作委托为CloseState来执行，也就是委托给了ClosingState子类执行这个动作
        super.context.getLiftState().close();
    }

    //电梯门不能开着就跑，这里什么也不做
    @Override
    public void run() {
        //do nothing
    }

    //开门状态已经是停止的了
    @Override
    public void stop() {
        //do nothing
    }
}



/**
 * @author 晓风残月Lx
 * @date 2023/7/29 15:00
 *      电梯运行状态类
 */
public class RunningState extends LiftState {
    //运行的时候开电梯门？你疯了！电梯不会给你开的
    @Override
    public void open() {
        //do nothing
    }

    //电梯门关闭？这是肯定了
    @Override
    public void close() {//虽然可以关门，但这个动作不归我执行
        //do nothing
    }

    //这是在运行状态下要实现的方法
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("电梯正在运行...");
    }

    //这个事绝对是合理的，光运行不停止还有谁敢做这个电梯？！估计只有上帝了
    @Override
    public void stop() {
        super.context.setLiftState(Context.STOPPING_STATE);
        super.context.stop();
    }
}


/**
 * @author 晓风残月Lx
 * @date 2023/7/29 15:00
 *      电梯停止状态类
 */
public class StoppingState extends LiftState {
    //停止状态，开门，那是要的！
    @Override
    public void open() {
        //状态修改
        super.context.setLiftState(Context.OPENING_STATE);
        //动作委托为CloseState来执行，也就是委托给了ClosingState子类执行这个动作
        super.context.getLiftState().open();
    }

    @Override
    public void close() {//虽然可以关门，但这个动作不归我执行
        //状态修改
        super.context.setLiftState(Context.CLOSING_STATE);
        //动作委托为CloseState来执行，也就是委托给了ClosingState子类执行这个动作
        super.context.getLiftState().close();
    }

    //停止状态再跑起来，正常的很
    @Override
    public void run() {
        //状态修改
        super.context.setLiftState(Context.RUNNING_STATE);
        //动作委托为CloseState来执行，也就是委托给了ClosingState子类执行这个动作
        super.context.getLiftState().run();
    }

    //停止状态是怎么发生的呢？当然是停止方法执行了
    @Override
    public void stop() {
        System.out.println("电梯停止了...");
    }
}


/**
 * @author 晓风残月Lx
 * @date 2023/7/29 15:00
 *      电梯关闭状态类
 */
public class ClosingState extends LiftState {
    @Override
    //电梯门关闭，这是关闭状态要实现的动作
    public void close() {
        System.out.println("电梯门关闭...");
    }

    //电梯门关了再打开，逗你玩呢，那这个允许呀
    @Override
    public void open() {
        super.context.setLiftState(Context.OPENING_STATE);
        super.context.open();
    }


    //电梯门关了就跑，这是再正常不过了
    @Override
    public void run() {
        super.context.setLiftState(Context.RUNNING_STATE);
        super.context.run();
    }

    //电梯门关着，我就不按楼层
    @Override
    public void stop() {
        super.context.setLiftState(Context.STOPPING_STATE);
        super.context.stop();
    }
}


/**
 * @author 晓风残月Lx
 * @date 2023/7/29 14:58
 *      环境角色类
 */
public class Context {

    // 定义对应状态对象的常量
    public final static OpeningState OPENING_STATE = new OpeningState();
    public final static RunningState RUNNING_STATE = new RunningState();
    public final static ClosingState CLOSING_STATE = new ClosingState();
    public final static StoppingState STOPPING_STATE = new StoppingState();

    // 定义一个当前电梯状态变量
    private LiftState liftState;

    // 设置当前状态对象
    public void setLiftState(LiftState liftState) {
        this.liftState = liftState;
        // 设置当前状态对象中的Context对象
        this.liftState.setContext(this);
    }

    public LiftState getLiftState() {
        return liftState;
    }

    public void open() {
        this.liftState.open();
    }

    public void close() {
        this.liftState.close();
    }

    public void stop() {
        this.liftState.stop();
    }

    public void run() {
        this.liftState.run();
    }

}


//测试类
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        Context context = new Context();
        context.setLiftState(new RunningState());

        context.open();
        context.close();
        context.run();
        context.stop();
    }
}

4.优缺点

1.优点：

  • 将所有与某个状态有关的行为放到一个类中，并且可以方便地增加新的状态，只需要改变对象状态即可改变对象的行为。
  • 允许状态转换逻辑与状态对象合成一体，而不是某一个巨大的条件语句块。

2.缺点：文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-732157.html

  • 状态模式的使用必然会增加系统类和对象的个数。
  • 状态模式的结构与实现都较为复杂，如果使用不当将导致程序结构和代码的混乱。
  • 状态模式对"开闭原则"的支持并不太好。

5.使用场景

  • 当一个对象的行为取决于它的状态，并且它必须在运行时根据状态改变它的行为时，就可以考虑使用状态模式。
  • 一个操作中含有庞大的分支结构，并且这些分支决定于对象的状态时。

到了这里，关于Gof23设计模式之状态模式的文章就介绍完了。如果您还想了解更多内容，请在右上角搜索TOY模板网以前的文章或继续浏览下面的相关文章，希望大家以后多多支持TOY模板网！

本文来自互联网用户投稿，该文观点仅代表作者本人，不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务，不拥有所有权，不承担相关法律责任。如若转载，请注明出处： 如若内容造成侵权/违法违规/事实不符，请点击违法举报进行投诉反馈，一经查实，立即删除！

分享到：
领支付宝红包 赞助服务器费用

相关文章

  • Gof23设计模式之桥接外观模式

    又名门面模式，是一种通过为多个复杂的子系统提供一个一致的接口，而使这些子系统更加容易被访问的模式。该模式对外有一个统一接口，外部应用程序不用关心内部子系统的具体的细节，这样会大大降低应用程序的复杂度，提高了程序的可维护性。 外观（Facade）模式包含

    2024年02月15日
    浏览(47)

  • Gof23设计模式之责任链模式

    责任链模式又名职责链模式，为了避免请求发送者与多个请求处理者耦合在一起，将所有请求的处理者通过前一对象记住其下一个对象的引用而连成一条链；当有请求发生时，可将请求沿着这条链传递，直到有对象处理它为止。 职责链模式主要包含以下角色： 抽象处理者（

    2024年02月09日
    浏览(38)

  • Gof23设计模式之模板方法模式

    定义一个操作中的算法骨架，而将算法的一些步骤延迟到子类中，使得子类可以不改变该算法结构的情况下重定义该算法的某些特定步骤。 模板方法（Template Method）模式包含以下主要角色： 抽象类（Abstract Class）：负责给出一个算法的轮廓和骨架。它由一个模板方法和若干个

    2024年02月13日
    浏览(56)

  • Gof23设计模式之建造者模式

    建造者模式(Builder Pattern)又叫生成器模式，是一种对象构建模式。它可以将复杂对象的建造过程抽象出来（抽象类别)，使这个抽象过程的不同实现方法可以构造出不同表现（属性）的对象。 建造者模式是一步一步创建一个复杂的对象，它允许用户只通过指定复杂对象的类型和

    2024年02月11日
    浏览(49)

  • Gof23设计模式之单例模式（完整）

    单例模式（Singleton pattern）是Java中最简单的设计模式之一。这种设计模式属于创建型模型，它提供了一种创建对象的最佳方式。 这种模式涉及到一个单一的类，该类负责创建自己的对象，同时确保只有单个对象被创建。这个类提供了一种访问其唯一的对象的方式，可以直接访

    2024年02月10日
    浏览(53)

  • GOF 23 种设计模式应用场景分析

    本文看下GOF 23 种设计模式应用场景，详细的还是通过文章给出参考链接学习下。 参考这篇文章 。 有几种产品需要创建，比如创建红苹果，青苹果，绿苹果,这些对象通过一个对象就可以。 参考这篇文章 。 有几种产品需要创建，但是每种产品不能简单的通过一个对象来表示

    2024年02月16日
    浏览(46)

  • 创建型模式 (Creational Patterns) 玄子Share 设计模式 GOF 全23种 + 七大设计原则

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-NWLAOFtO-1691793071647)(./assets/%E7%8E%84%E5%AD%90Share%20%E8%AE%BE%E8%AE%A1%E6%A8%A1%E5%BC%8F%20GOF%20%E5%85%A823%E7%A7%8D%20+%20%E4%B8%83%E5%A4%A7%E8%AE%BE%E8%AE%A1%E5%8E%9F%E5%88%99.png)] GoF（Gang of Four）是四位计算机科学家（Erich Gamma、Ri

    2024年02月12日
    浏览(35)
  • java 23种设计模式

    java 23种设计模式

    1、创建型模式（Creational Patterns） 2、结构型模式（Structural Patterns） 3、行为型模式（Behavioral Patterns） 创建型模式（Creational Patterns）:         1、工厂方法模式（Factory Method Pattern）               1.1、简单工厂模式（Simple Factory Pattern）         2、抽象工厂模式（Abstract

    2024年01月22日
    浏览(37)
  • Java23种设计模式之【单例模式】

    Java23种设计模式之【单例模式】

    目录 一.单例模式的起源，和应用场景 1.单例模式的前世今生！  2.什么是单例模式？ 2.1使用单例模式的注意事项 2.2如何理解单例模式？ 2.3单例模式的优势以及不足！ 2.4使用场景 二.实现 1.实现思路 1.1创建一个 Singleton 类 (SingleObject.java) 1.2从 singleton 类获取唯一的对象 (Sing

    2024年02月10日
    浏览(40)
  • Java的23种设计模式

    Java的23种设计模式

    设计模式就是对优良设计的总结，固化下来的写法，是业界公认的优雅设计。 单例模式常见的不同写法有八种之多，真正完美无缺的只有一种枚举单例。其他单例都存在些许问题，但一般不会有人去用枚举来写单例，因为很怪，本来只是要搞个单例结果整了个枚举，我也不是

    2024年03月09日
    浏览(60)

觉得文章有用就打赏一下文章作者

支付宝扫一扫打赏

博客赞助

微信扫一扫打赏

请作者喝杯咖啡吧~博客赞助

支付宝扫一扫领取红包，优惠每天领

二维码1

领取红包

二维码2

领红包